• 대한토목학회논문집
• /
• 제36권3호
• /
• pp.573-586
• /
• 2016

건설공사에서 토공작업은 단지와 같은 대규모 현장 내에서 다수 및 다종의 건설장비 조합으로 이루어진다. 각각의 장비들은 작업에 투입될 시 필수적으로 다른 장비들과 굴착, 적재, 운반 및 다짐 등의 협업을 수행한다. 하지만 국내 건설업에서는 타업종의 협업시스템 개발에 비하여 관련 연구가 미비한 실정이다. 본 연구에서는 이 문제를 해결하기 위해 건설장비 플릿관리 시스템(Fleet Management System)을 개발하여 전체 토공현장의 효율성 향상을 모색한다. 본문에서는 시스템의 구성요소와 프로세스 등을 제시하면서 플릿관리의 개념에 관하여 정리하였다. 또한 작업패키지(Task Package)에 조합되는 굴삭기, 트럭, 다짐기들의 장비대수를 결정하여 장비 클러스터(Equipment Cluster)로써 무리지어 운용하는 방법론을 제시한다. 사례연구에서는 작업패키지를 수행하는 과정에서 기존 작업 방식과 본문에서 제시한 방법론을 대조하여 플릿관리 시스템의 효과를 검증한다. 본 연구에서의 플릿관리 시스템은 작업시간의 감소와 이동거리의 단축을 통하여 건설장비의 유류사용량을 줄일 수 있다. 더불어 이는 토공현장의 탄소배출량을 감소시키는 효과를 기대할 수 있다.

• 한국건설관리학회논문집
• /
• 제19권4호
• /
• pp.52-60
• /
• 2018

건설산업에서 LCA (Life Cycle Assessment)를 활용하여 환경영향을 평가하려는 시도가 점차 증가하고 있다. 그러나 제한된 사업예산과 일정으로 인해 신속한 의사결정을 수행해야 하는 국내 건설산업에서 모든 자재와 에너지를 대상으로 환경부하량에 대한 검토를 수행하는 것은 곤란하다. 따라서 친환경성 확보를 위한 의사결정과정에서 환경부하 저감을 위해 중점적으로 검토가 수행되어야 하는 주요 영향인자와 이를 환경영향평가로 연계할 수 있는 정량화된 정보의 제공이 요구된다. 이 연구에서는 이러한 정보의 제공을 위해 도로건설공사 사례의 LCA결과를 분석하였다. 분석결과 경유, 레미콘, 우레탄계도료, 골재, 아스팔트콘크리트가 도로 토공작업부에서 환경부하량의 93.17%를 발생시키는 주요 영향인자로 조사되었다. 도로 토공작업부 1km를 시공할 때 이들 영향인자에 의해 발생하는 총환경비용은 약 242백만원이며 레미콘과 아스팔트콘크리트의 작업물량 10%를 절감함에 따라 5.02%와 2.28%의 탄소배출량 감축효과를 얻을 수 있다. 두 자원의 탄소배출량 감축을 통해 1km당 약 11백만원의 환경비용을 절감할 수 있는 것으로 분석되었다. 도로 토공작업부의 탄소배출량 감축을 위해서는 레미콘과 아스팔트콘크리트의 사용량을 감소시키기 위한 신공법이나 친환경자재의 적극적인 개발과 도입이 필요할 것으로 판단된다.

• 한국BIM학회 논문집
• /
• 제6권4호
• /
• pp.27-34
• /
• 2016

A Building Information Model (BIM) is an attempt to simulate the process of building structures in a three-dimensional (3D) digital space. While the technology is usually applied to structured buildings, bridges, and underground facilities, it is rarely applied to an unstructured environment of earthwork operations. If a BIM is used for earthworks, the 3D simulation can be used for construction equipment guidance and earthwork management. This paper presents a real-time, 3D earthwork BIM that provides a 3D graphical simulation of excavators in conjunction with geographic modeling. Developing a real-time, 3D earthwork BIM requires handling a variety of factors, such as geographical information and vehicular movement. This paper mainly focuses on the management of these attributes and provides a database design for storing and retrieving data. In an example application, a prototype of the 3D earthwork BIM is presented to understand what it would provide when used during earthwork operations at a construction site.

• 한국측량학회지
• /
• 제11권2호
• /
• pp.89-100
• /
• 1993

본 연구는 CAD와 LISP(LIST Processing)을 이용한 도로노선 결정에 있어서의 토공량 산정에 관한 연구이다. 컴퓨터의 비약적인 발전과 산업분야에서의 이용증대는 CAD/CAM/CAE 기술의 발전으로 이어져 자동설계 및 자동제작을 가능케 하고 있으며 또한 토목설계의 자동화도 꾸준히 추진되어 오고 있는 실정이다. 이러한 자동화 작업의 일환으로 본 연구에서는 도로노선 결정시 각 노선의 토공량 산정을 자동화하여 토목설계업무의 효율성을 높이고자 하였다. 연구의 방법으로 지형도에 DTM(Digital Terrain Model) 개념을 도입하여 지형정보를 자동독취할 수 있도록 프로그램화 한 후 이 데이타를 가지고 LISP 언어를 이용하여 체계적인 알고리즘을 만든 후 CAD 시스템과 접목시켜 종·횡단 면적과 토공량을 산정해서 유토곡선을 출력하는 자동설계 시스템을 시험적으로 구축하는 데 그 목적을 두고 있다.

• 한국BIM학회 논문집
• /
• 제8권1호
• /
• pp.24-32
• /
• 2018

A construction machine guidance system is an assistance system that helps construction equipment operators dig grounds during excavation work at a construction site. This system has long been applied in the overseas countries of the United States, Japan and Europe. However, the system has not been paid much attention in Korea. The objective of this paper is to present a business model for adopting construction machine guidance systems in Korea and evaluate the effectiveness of applying the system to excavation work. The business model in this study shows a new process of applying construction machine guidance system, business stakeholders and revenues, and suggests the benefits to the business stakeholders. A field test of the construction machine guidance system proves that the system can be applied as a tool that can improve the productivity of excavation work. This productivity improvement consequently demonstrates that the business model in this study is a prospective challenge in improving the effectiveness of excavation work at the construction site.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제35권3호
• /
• pp.715-723
• /
• 2015

단지 조성을 위한 토공사는 대상 부지의 지형고를 계획고와 맞추기 위한 대규모 토량이동으로 이루어지는 공사로 전체 공사비에 20~30%를 차지하는 중요한 공정이다. 한편 토공사는 주로 적재-운반-하차-복귀의 단순 작업사이클로 구성되어 있어 계획의 품질은 공기와 비용에 매우 큰 영향을 끼친다. 본 연구에서는 대규모 단지 조성 공사에서 토공 운반거리를 최소화할 수 있는 토량구획 모델을 제시하였다. 본 모델은 구획 알고리즘과 simulated Annealing 알고리즘에 기반하고 있으며, 이러한 알고리즘은 국부해에 빠질 수 있는 현행 토공구획 방법을 개선하기 위하여 도입되었다. 제시된 모델의 적용성을 평가하기 위하여 실제 단지공사 토량이동도를 대상으로 시뮬레이션을 실시한 결과 약 14%의 개선효과를 확인하였다.

• 한국측량학회지
• /
• 제30권6_1호
• /
• pp.539-547
• /
• 2012

토공작업이 대단위로 이루어지는 단지조성공사 건설현장에서는 매월 공사대금 신청을 위한 기성물량 산출측량을 주기적으로 실시한다. 토공사 기성측량은 RTK-GPS 또는 TS등으로 관측하여 작성한 횡단면도를 전회에 작성한 횡단면도에 중첩하여 금회 시공분에 대한 토공량을 산출하는 방식으로 진행된다. 그러나 기존 방식은 측량비용과 시간이 과다하게 소요되므로 실제 현장에서는 제한된 시간 내에 측량을 완료하기 위하여 모든 경사변환점의 위치를 빠짐없이 관측하기 보다는 측량기술자가 자의적으로 판단하여 기복이 심한 지형만을 선별적으로 관측하게 된다. 따라서 이 경우에는 높은 정확도의 물량이 산출되지 않을 뿐만 아니라 다른 측량기술자가 측량한 성과와도 서로 다른 결과가 초래되어 매 공사대금 신청 시마다 발주자와 원도급자 또는 하도급자 간에 기성물량과 관련한 분쟁으로 이어지는 경우가 흔하게 발생된다. 본 논문에서는 이러한 문제를 해결하기 위하여 3차원 모바일레이저 시스템을 이용하여 신속하게 토공량을 정확하게 산출할 수 있는 기법을 개발하고 적용실험을 실시하였다. 또한 모바일레이저의 정확도 검증을 위해 스캐닝 된 지형현황자료로부터 검사점을 확인하는 과정에서 저가형 모바일레이저가 지형현황측량에도 적용될 수 있는지의 여부를 판단하기 위한 실험을 부가적으로 수행하였다. 실험결과, 토공량 산출적용실험에서는 종래 방식으로 48시간 이상 소요되었던 횡단측량 외업 시간을 2시간 내로 단축하고 측점간격 또한 3m에서 0.2m이내로 좁혀 고정밀의 토공량 산출측량을 수행할 수 있었다. 또한 지형현황측량 적용실험에서는 위치정확도가 10cm이내인 정밀 지형도를 작성할 수 있었다.

• 한국건설관리학회:학술대회논문집
• /
• 한국건설관리학회 2007년도 정기학술발표대회 논문집
• /
• pp.347-352
• /
• 2007

건설 산업의 숙련공 부족현상, 고령화 문제, 임금 상승으로 인한 채산성 악화, 품질의 균일성 및 안전성 확보 등은 향후 국내 건설 산업이 해결해야 할 당면 과제이다. 이러한 문제를 해결하기 위한 하나의 기술적인 접근방법으로써 국${\cdot}$내외에서는 건설 자동화에 대한 연구가 활발히 진행 중에 있으며, 최근 국내에서는 토공사 작업의 안전성을 확보하기 위해 백호(backhoe)를 대상으로 지능형 굴삭로봇을 개발하기 위한 연구가 진행 중에 있다. 본 연구에서는 지능형 굴삭 로봇을 개발하기 위해 필수적으로 요구되는 기반기술 중 실시간 지반형상 인식 및 토공량 자동산출을 위한 최신 요소기술을 분석하고 최적 대안을 제시하였으며, 이를 위해 국내외 문헌고찰 및 다양한 최신요소 기술의 분석을 통해 지반형상을 실시간으로 인식할 수 있는 5가지 요소기술들에 대한 분석을 선행하였다. 또한 로컬영역의 실시간 지반형상 인식 및 토공량 자동 산출을 위해 3차원 모델링 장비가 갖추어야할 주요 고려요소를 분석하고, AHP 기법을 이용하여 주요 고려요소별 가중치를 산정하고 각 요소기술별 선호지수를 도출하였다. 도출된 선호지수를 바탕으로 최신 요소기술 간의 우선순위를 선정함으로써 3차원 모델링 장비에 적용 가능한 최적 대안을 선정하였다.

• 지적과 국토정보
• /
• 제47권1호
• /
• pp.111-126
• /
• 2017

소형 무인항공시스템(무인항공기 플랫펌과 센서의 융합기술, 'sUAS')은 정확성, 경제성 및 운용면의 무궁한 잠재성으로 여러 건설현장에서 새로운 응용이 창출되면서 활용이 점차 확산되고 있다. 본 연구의 목적은 소형 UAS에 의한 토공량 산정의 타당성을 검토하는 것이다. 이를 위해 시흥시 소재 배곧생명공원 내 위치한 대략 $270m{\times}300m{\times}20m$ 규모의 원추형 성토부를 대상으로 소형무인항공기를 활용하여 영상을 취득한 후, UAS 영상해석을 통해 산출된 토공량을 GNSS Network-RTK 지상측량에 의한 토공량과 정량적으로 비교분석하였다. 연구결과, 무인항공시스템 자료와 GNSS Network RTK 자료에 의한 토공량의 편차가 2% 이하였고 특히, 작업의 편이성, 신속성 및 경제성 면에서 소형 UAS 영상기반 토공량 산정의 효용성을 입증할 수 있었다. 따라서, 식생높이의 산정방안이 보완된다면 중 소규모 현장의 토공량 산정은 물론 3차원 지형공간정보 생성 분야에 무인항공영상의 응용이 유용할 것으로 기대된다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제40권1호
• /
• pp.87-95
• /
• 2020

4차 산업혁명 시대의 도래와 IoT 기술의 접목을 통하여 건설산업을 발전 시키기 위한 다양한 연구가 국내·외에서 진행되고 있다. 특히 다수다종의 건설장비가 투입되는 대단지 토공현장에서 건설장비의 관제 시스템은 생산성 증대를 위하여 매우 중요하다. 이러한 이유로 건설장비 최적운영 플릿관리 시스템이 개발되었고, 현장에서 적용과정 중에 문제점이 도출되어 단계별로 개선이 필요하게 되었다. 건설장비 최적운영 플릿관리시스템의 현장 적용과정을 검증하기 위해 실제 현장에 사용되었던 데이터와 본 시스템을 이용하여 생성된 현장자료를 입력하고 시뮬레이션을 통해 데이터를 비교하여 생산성 분석을 진행하였다. 분석은 굴삭기와 덤프에 국한하여 진행하였으며, 분석결과 시간당 작업율이 4 %대로 증가, 반면에 원가는 4 %로 감소되는 것으로 나타났다. 적용한 현장에 따라서 분석결과는 상이할 수 있지만, 토공현장 단지사업에서 장비의 작업량 증가와 원가 감소를 보여준 것은 생산성 증대를 검증한 것으로 사료된다.